Jump to content

    

ФАПЧ или АПЧ

У многих инженеров рано или поздно возникает задача создания гетеродинов с хорошими параметрами стабильности частоты(близких к кварцевой) и хорошими фазовыми шумами.

 

Можно ли решить такую задачу с помошью узкополосного гуна и системы АПЧ?

И можно ли решить эту же задачу традиционным ФАПЧем.

 

Требования

хороший спектр -лучше -120дбс на 100кгц частота~10ггц.

отсутствие паразитных спектральных компонент.

перестройки частоты нет.

Время выхода на частоту не более 10сек.

Share this post


Link to post
Share on other sites
У многих инженеров рано или поздно возникает задача создания гетеродинов с хорошими параметрами стабильности частоты(близких к кварцевой) и хорошими фазовыми шумами.

 

Можно ли решить такую задачу с помошью узкополосного гуна и системы АПЧ?

И можно ли решить эту же задачу традиционным ФАПЧем.

 

Требования

хороший спектр -лучше -120дбс на 100кгц частота~10ггц.

отсутствие паразитных спектральных компонент.

перестройки частоты нет.

Время выхода на частоту не более 10сек.

 

А что, этому в учебных заведениях не учат уже? :) Просто интересно - одна из фундаментальных задач радиотехники...

Share this post


Link to post
Share on other sites
А что, этому в учебных заведениях не учат уже? :)

 

А Вы уважаемый, вместо того чтобы высокомерно язвить,закройте все приложения,

откиньтесь на спинку кресла, включите наконец свой стенд, анализатор спектра ...,

а потом если у Вас останется свободное время (на разговор о учебных заведениях)...

потратьте его на ...Девок.

 

А если серьезно, дорогой земляк, возможно с соседнего этажа,

вопрос всегда был актуален. Хотя звучит по простому.

Share this post


Link to post
Share on other sites

To: олесь

Я вобщем-то тоже пофлеймить, ибо о СВЧ я не имею представления вабче. Я бы с радостью потратил это время на девок, но поймут ли это сослуживцы :biggrin: , рабочее время все-таки. Так ФАПЧ как бы и есть АПЧ или я чего не допер? Знаю, конечно, еще ЧАПЧ, это та, что с частотным детектором и без интегрирования в цепи ОС, но ведь лучший частотный детектор это фазовый (почти как про рыбу и колбасу) :)

 

To: Lonesome Wolf

А Вы видимо учились в очень замечательном месте, раз так апеллируете к ВУЗу. Как по мне, так там сейчас хорошо если каждый десятый выпускник понимает что есть PLL вообще, а уж размышлять над фундаментальным там просто не позволяют, обстановка не та...

Share this post


Link to post
Share on other sites
To: олесь

Так ФАПЧ как бы и есть АПЧ или я чего не допер? Знаю, конечно, еще ЧАПЧ, это та, что с частотным детектором и без интегрирования в цепи ОС, но ведь лучший частотный детектор это фазовый (почти как про рыбу и колбасу) :)

 

Мое неумение четко сформулировать вопрос рождает массу неоднозначностей :)

 

Вобщем я соорудил цифровой АПЧ,

там измеряется частота, а потом цап дает напругу на ГУН.

ГУН берется узкополосный, а цап с побольше точек.

понятно, что чем меньше полоса перестройки ДРО-ГУН, тем у такого ГУНА спектр ближе к спектру ДРО,

вот в этой системе спектр абсолютно ровный и чистый,никаких паразитных составляющих.

 

Но могу ли я также легко получить спектр с отсутствием SPUR применяя ФАПЧ,

(скажем так, заказчика не устраивает спектр с палочками).

Во что это все выльется.

 

PS. Купили недавно evalution board ADF4107 , посмотрели на спектр и положили в ящичек :(

Share this post


Link to post
Share on other sites
Мое неумение четко сформулировать вопрос рождает массу неоднозначностей :)

 

Вобщем я соорудил цифровой АПЧ,

там измеряется частота, а потом цап дает напругу на ГУН.

ГУН берется узкополосный, а цап с побольше точек.

Ого! :07: Тогда самый главный вопрос, а какова частота опроса (ну период между следующими измерением-подстройкой частоты)?

 

понятно, что чем меньше полоса перестройки ДРО-ГУН, тем у такого ГУНА спектр ближе к спектру ДРО,

вот в этой системе спектр абсолютно ровный и чистый,никаких паразитных составляющих.

Нет, совершенно непонятно. Это вообще-то от частотй опроса определяеЦЦо, и картина довольно сложная. Как и в ФАПЧ модуляция "по углу" будет происходить при самой подстройке и "коэффициент безобразия" будет зависеть от нужного в данный момент интервала перестройки частоты и собственно скорости этого дела.

 

Но могу ли я также легко получить спектр с отсутствием SPUR применяя ФАПЧ,

(скажем так, заказчика не устраивает спектр с палочками).

Во что это все выльется.

 

PS. Купили недавно evalution board ADF4107 , посмотрели на спектр и положили в ящичек :(

 

Ну здесь я Вам врядли что-то подскажу. Вообще-то с ФАПЧ на ВЧ оглашенные Вами параметры получаются элементарно. Но ведь вопрос о СВЧ, а никакого реального опыта я в этой области не имею. Единственный вопрос, а откуда они, эти SPURы вообще у Вас беруЦЦо?

Share this post


Link to post
Share on other sites
PS. Купили недавно evalution board ADF4107 , посмотрели на спектр и положили в ящичек :(

Мухи отдельно, котлеты отдельно.

По поводу паразитных составляющих. В приложенном графике подпись, что присутствуют паразитные составляющие из-за присутствия тока утечки управляющего входа ГУНа. Даже не полянились замерить его 27nA. Это много. Поэтому они и замерили его, чтоб объяснить эти спуры. Можно даже точно посчитать уровень этих спуров исходя из тока. Используйте активный петлевой фильтр с операционником с входным током пару пикоампер и будет счастье в этом вопросе. Плюс порядок фильтра побольше, если что.

Я об этом кое-что писал уже http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=30752.

По поводу синтезировать сигнал -120 дБ/Гц на 100 кГц на 10 ГГц. Это другой ворпос. Тут намного труднее, особенно без опыта. С гуном на ДР в принципе возможно. А с evolution board с 4107 с широкополосным ГУНом не получите, его не стоило покупать чтоб понять это.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Не учат, значит. Либо учиться не хотят.

 

Вообще говоря, научить должны тому, как самому учиться, Тем более, что для озвученной проблемы, скорее даже направления, а именно

...задачи создания гетеродинов с хорошими параметрами стабильности частоты(близких к кварцевой) и хорошими фазовыми шумами.

существует просто огромное количество материалов, позволяющих определить, по меньшей мере, концептуально, более или менее оптимальные подходы к решению Вашей конкретной задачи. Включая численные оценки.

 

А вот так, чтобы рассказали по-быстрому, как же все делать... Чтобы без напряга... Что же, такой подход имеет право на существование, равно как и мое мнение о нем.

 

Тут еще вспоминается Шекли - в каждом хорошем вопросе содержится существенный процент ответа. Сколько же процентов было в вопросе? Да тут и вопроса-то не было, а был запрос. Почувствуйте разницу :)

 

To: Lonesome Wolf

А Вы видимо учились в очень замечательном месте, раз так апеллируете к ВУЗу. Как по мне, так там сейчас хорошо если каждый десятый выпускник понимает что есть PLL вообще, а уж размышлять над фундаментальным там просто не позволяют, обстановка не та...

Ну... Это камень в огород автора топика? :) Sorry in advance.

А без понимания и размышлений не будет ничего путного, и обстановка тут не причем.

Edited by Lonesome Wolf

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ого! :07: Тогда самый главный вопрос, а какова частота опроса (ну период между следующими измерением-подстройкой частоты)?

Частота опроса должна быть такова чтобы установленная ЦАП частота не изменилась в течении Nного

времени при изменении условий.

Например климатических условий(сквозняк вкомнате),

медленные тепловые изменения питающих напряжений...

 

А вот относительная точность установленной частоты зависит от разрядности ЦАП

И времени измерения частоты.

Share this post


Link to post
Share on other sites
медленные тепловые изменения питающих напряжений...

Бред какой-то :angry2:

Может всётаки начать с посещения "библиотеки Вернадского"?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Бред какой-то :angry2:

Может всётаки начать с посещения "библиотеки Вернадского"?

 

А может начать Вам?

Или Вы утверждаете что от температуры напряжение =const?

А сам процесс разогрева и охлаждения происходит мгновенно?

 

По поводу синтезировать сигнал -120 дБ/Гц на 100 кГц на 10 ГГц. Это другой ворпос. Тут намного труднее, особенно без опыта. С гуном на ДР в принципе возможно. А с evolution board с 4107 с широкополосным ГУНом не получите, его не стоило покупать чтоб понять это.

 

Вот это мнение я поддерживаю, но что поделаешь, некоторые горячие головы сначала купят, а потом с криками "Все назад" :biggrin:

Share this post


Link to post
Share on other sites
А может начать Вам?

Или Вы утверждаете что от температуры напряжение =const?

А сам процесс разогрева и охлаждения происходит мгновенно?

Я только полагаю, что вам следует научиться пользоваться технической терминологией, а заодно и вежливости поднабраться, прежде чем открыть топик на техфоруме.

То бредовое, при внимательном рассмотрении, сочетание слов, что вы пытаетесь "втюхать" - "медленные тепловые изменения питающих напряжений", , обычно именуется как - "Cтабильность питающих напряжений при изменении температуры.....".

Share this post


Link to post
Share on other sites

А причем тут стабильность питания? Пусть себе плавает, ФАПЧ все компенсирует. Главное, чтобы в спектре питания небыло ВЧ компонент с частотой больше полосы удержания фапч. Для этого на питание VCO надо ставить фильтр на биполярнике и очень осторожно относится к импульсным источникам питания и цифровым микросхемам в ближайшем окружении.

Второй вопрос- достижимые шумы связаны с добротностью DRO. С другой стороны, повышая диапазон перестройки DRO мы эту добротность валим варикапом. Дайте полосу перестройки, можно будет спрогнозировать шумы. Про методы перестройки DRO без потерь добротности пока помолчим.

Третья проблема- шумы опорного генератора. Надо правильно выбрать частоту сравнения, а то шумовой пьедестал за пределами полосы удержания мешать начнет. Какая у вас и как выглядят шумы опорного генератора?

А с цифровой петлей вы ФАПЧ никогда не сделаете ( не удержите генератор с точностью до фазы), разве что будет ОЧЕНЬ высокодобротный резонатор ( сапфировое кольцо или сверхпроводящий). Получится только АПЧ. И частота будет гулять в районе нескольких сотен герц- килогерц (вандер). Тут подходят режимы управления типа ПИД- достаточно медленно, с колебаниями, выходим на частоту и потом пытаемя ее удержать.. Но про улучшение спектра сигнала по сравнению с free running VCO прийдется забыть- на такое способен только полноценный ФАПЧ, синхронизирующий с точностью до фазы.

Share this post


Link to post
Share on other sites
А с цифровой петлей вы ФАПЧ никогда не сделаете ( не удержите генератор с точностью до фазы), разве что будет ОЧЕНЬ высокодобротный резонатор ( сапфировое кольцо или сверхпроводящий). Получится только АПЧ. И частота будет гулять в районе нескольких сотен герц- килогерц (вандер).

 

Но про улучшение спектра сигнала по сравнению с free running VCO прийдется забыть- на такое способен только полноценный ФАПЧ, синхронизирующий с точностью до фазы.

 

АПЧ

Во первых отсутствует необходимость удерживать генератор с точностью до фазы.

Во вторых "болтанка" частоты в районе нескольких сотен герц до килогерца меня устраивает.

 

Достигается только долговременная стабильность- близкая к кварцевой,

Фазовый шум узкополосного гуна-дро при расстройках 1-5 мгц очень даже приятный и всего на пару-тройку ДБ хуже самого ДРО.

 

Полностью исключается влияние фозового шума опорного колебания через 20лог(N)

Есть только шумы привнесенные шумами ЦАП, ОУ, шумом источников питания.

Система работает практически в статике.

 

Появляется возможность использовать практически любой кварцевый генератор так как легко

можно ввести поправку на количество машинных циклов счета временного интервала.

 

ЦАП можно купить хоть 20 бит, медленный и дешевый

 

Да и выходную частоту можно легко перестраивать с шагом ЦАП пусть даже не в строгой сетке,

но с очень мелким шагом, а какой коэфициент деления потребуется для фапч дабы этого достичь?

Share this post


Link to post
Share on other sites
АПЧ

Во первых отсутствует необходимость удерживать генератор с точностью до фазы.

Во вторых "болтанка" частоты в районе нескольких сотен герц до килогерца меня устраивает.

 

 

ЦАП можно купить хоть 20 бит, медленный и дешевый

 

Да и выходную частоту можно легко перестраивать с шагом ЦАП пусть даже не в строгой сетке,

но с очень мелким шагом, а какой коэфициент деления потребуется для фапч дабы этого достичь?

Ну тогда ловите патент- шайба ДР приклеена к керамическом теплопроводу, который сидит на небольшом элементе Пельтье. Основное требование к керамике ДР- чтобы температурная характеристика была монотонной, иначе система управления сойдет с ума. Управление Пельте - биполярное, так что он может и греть, и охлаждать. Если система герметична, то можно опускать температуру и ниже нуля, иначе бойтесь росы. Регулировочным винтом над ДР выставлялась средняя частота диапазона при середине рабочего температурного диапазона (у нас-35 градусов). Никаких быстрых систем счета частоты небыло. Частота регистрировалась внешним частотометром (с синхронизацией по GPS), медленно и печально раз в секунду считывалась с частотометра по RS232 атмегой, потом был небольшой цифровой фильтр, в атмеге крутился ПИД с подобранными константами PID. Ну и выход PWM через фильтр управлял током пельтье, а второй цифровой- полярностью. Все. Время холодного старта системы- с полминуты, т.к теплоемкость ДР мала. Постоянная времени- порядка 5 секунд.

А вот с диапазоном перестройки оно не очень. В критическом случае на регулировочный винт ДР был посажен мелкий шаговый моторчик с редуктором и та же атмега его подкручивала, когда температурная регулировка начинала приближаться к пределам. Гистерезис моторчика (люфты в шестернях) был в алгоритме учтен.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this